高迁移率蛋白-1在大鼠腰椎软骨终板退变中的作用及相关机制

目的 :观察高迁移率蛋白-1(high mobility group box-1 protein,HMGB1)在大鼠腰椎软骨终板退变中的作用,探讨其相关机制。方法:选取4周龄SD大鼠处死,在显微镜下取出腰椎软骨终板,消化后提取细胞,再进行培养、分离、纯化,免疫荧光染色检测Ⅱ型胶原鉴定软骨终板细胞(cartilage endplate cell,CEC)。用不同浓度的FBS分别培养CEC 24h、48h,MTT法检测细胞活性。在第三代CEC中加入HMGB1后,分别在3h、6h、12h、24h时检测金属基质蛋白酶-3 (proteins of the matrix metalloproteinase,MMP-3)、血管内皮生长因子(vascular endothelial growth factor,VEGF)及白细胞介素-10(interleukin-10,IL-10)的m RNA表达,6h、12h、24h时检测蛋白表达量;CEC中加入100ng/ml HMGB1后分别在0、5、10、30、60和120min,使用Western blot检测细胞外信号调节激酶(extracellular regulated protein kinases,ERK)磷酸化的表达;继而将CEC分为6组:对照组、HMGB1(100ng/ml)组、FPSMZ1(HMGB1抑制剂)组、HMGB1+FPSMZ1组、U0126(ERK抑制剂)组、HMGB1+U0126组),使用Western blot分别检测MMP-3、VEGF和ERK信号转导途径磷酸化的表达及Elisa检测IL-10的表达。全部结果均为重复独立3次实验,计算其均数±标准差。结果:分离纯化的细胞Ⅱ型胶原抗体表达呈阳性,为CEC细胞;10%FBS培养48h为CEC增殖最佳的时间点和浓度;HMGB1能够诱导ERK和JNK信号转导途径磷酸化,从开始到10min逐渐升高,10min时达峰值。HMGB1上调了MMP-3 (P=0.039)和VEGF的m RNA (P=0.042)表达,下调IL-10 (P=0.025)的m RNA表达,三种因子蛋白表达与m RNA有相同的规律;HMGB1+FPSZM1组与HMGB1组相比,ERK信号转导途径的磷酸化明显减少;在CEC中加入U0126后,MMP-3(P=0.041)和VEGF(P=0.042)蛋白表达明显降低,而IL-10(P=0.004)蛋白表达明显增高;在CEC中加入FPSMZ1后,HMGB1对ERK信号转导途径磷酸化表达的作用明显降低(P=0.031)。结论:HMGB1可增加大鼠腰椎CEC中的MMP-3和VEGF的表达,降低IL-10的表达,其可能是通过ERK信号转导途径实现的。